Harjakoneen rungon suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana oli Oriveden moottorikerho ry. Työn aiheena oli jääradan puhdistamiseen soveltuvan, auton tai mönkijän perässä vedettävän harjakoneen rungon suunnittelu. Jääratakilpailuissa on turvallisuuden vuoksi tärkeää pystyä puhdistamaan rata mahdollisimman hyvin. Tähän tarkoitukseen ei markkinoilta suoraan löydy soveltuvaa laitetta. Ja pienelle kerholle on taloudellisesti kannattavampaa tehdä laite itse sekä käyttää mahdollisimman paljon lahjoituksena saatuja komponentteja.

Tavoitteena oli ideoida harjakone joka olisi toimintavarma, edullinen sekä vikaantuessaan ympäristöä vähän kuormittava. Lisäksi harjakoneen runko tuli suunnitella Solidworks-ohjelmalla ja tehdä sille FEM-tarkastelu Ansys-ohjemistolla riittävän lujuuden varmista-miseksi. Harjakone on tarkoitus valmistaa loppuvuoden 2014 aikana.

Opinnäytetyön tuloksena syntyi suunnitelma polttomoottorikäyttöiselle harjakoneelle Suomen moottoriliiton jääratasäännöstön mukaisten ratojen kunnossapitoon. Lujuuslas-kenta suoritettiin tilanteessa, jossa harjakone on asennettu rungon päälle runkoa taivuttaen. Lujuuslaskennan mukaan harjakoneen oma massa ei ole kriittinen kuormitus vali-tuilla rungon standardiosilla ja paksuuksilla. Näin ollen, ensimmäinen prototyyppi voidaan valmistaa esivalituin standardipalkein.

Jatkokehitettävää harjakoneeseen jäi harjan nosto- ja laskumekanismeihin ja tapoihin sekä moottorin automaattisammutukseen jäähdytysveden lämpötilan noustessa liian korkeaksi.

The thesis was commissioned by the Orivesi’s motorcycle club. Project was the sweeping machine to ice road racing track cleaning during competition or practice. It should be suitable to be pulled with car or ATV. In competition, it’s very important, for safety, to keep track as clean as possible. In the market, there aren’t any cheap and suitable solutions available. For small club, it’s economically better to do self-made sweeping machine.

The goal was to compose the brush machine that would be reliable, affordable, and of failure, low environmental impact. In addition, the task was to design the frame for sweep-ing machine with Solidworks and perform FEM-analysis with ANSYS to ensure high enough strength for frame under loading. Sweeper is designed to prepare until the end of 2014.

The thesis resulted to a plan for internal combustion driven sweeping machine for ice road racing tracks. According to the FEM-results, the frame with dimensions of the first round can easily carry loads caused from own weight of the sweeping machine. Therefore, the first prototype can be manufactured with the dimensions given in this work.

Additional research and design work is needed in moving mechanisms of the sweeping machine. Also automatic stop of the engine of the sweeping machine in the case of overheating needs more attention in the first prototype.